第五章电能与能源的可持续发展章节综合练（word版含答案）

粤教版（2019）必修三 第五章 电能与能源的可持续发展 章节综合练
一、单选题
1．一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是（　　）
A．物体的机械能和内能都不变
B．物体的机械能减少，内能不变
C．物体的机械能增加，内能增加
D．物体的机械能减少，内能增加
2．某无人值守彩色电视中转站采用太阳能电源工作，转换设备电压为24V，每天发射时间为15h，功耗20W，其余9小时为接收等候时间，功耗为5W，则（　　）
A．转换设备电流恒为A
B．转换设备负载每天耗电量约为14.37Ah
C．转换设备每天消耗电能为345度
D．转换设备在等待过程中，工作电压小于24V
3．有三个定值电阻的阻值都是2kΩ、额定功率都是1W，将它们连接成如图所示的混联电路，则相当于一个电阻的对应规格是（　　）
A．6kΩ，3W B．6kΩ，1.5W
C．3kΩ，3W D．3kΩ，1.5W
4．如图所示，电路中E、r为电源的电动势和内电阻，R1、R2、R3为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合时，水平放置的平行金属板中间带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，则（　　）
A．电源的效率一定会减小
B．电源的输出功率一定会增大
C．小液滴一定会向下运动
D．若电流表、电压表的示数变化量分别为和，则
5．如图所示电路中，电源电压u＝311sin100πt（V），A、B间接有“220V，440W”的电暖宝、“220V，220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝．下列说法正确的是（　　）
A．交流电压表的示数为311V
B．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3A
C．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍
D．1min抽油烟机消耗的电能为1.32×103J
6．热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把耗散的能量重新收集、重新加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是（　　）
A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了
B．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了
C．能量耗散表明，能量守恒定律具有一不定期的局限性
D．能量不可能耗散，能量守恒定律反映了自然界中能量转化的宏观过程可以有任意的方向性
7．如图所示电路中，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10V　10W”，B灯“60V　60W”，C灯“20V　20W”，D灯“20V　20W”。在a、b两端加上电压后，四个灯泡都能发光。比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是（　　）
A．PB>PD>PA>PC B．PB>PD>PC>PA
C．PB>PA>PD＝PC D．PA>PC>PD>PB
8．如图所示的“52℃暖手充电宝”集暖手与移动充电两大功能于一体而受热捧，下表中列出了这种产品的几个主要参数：
产品名称 52℃暖手充电宝 重量 285g
尺寸 74×68.5×33.8（mm） 电池容量 5000
输入 DC5V/2.5A（最大） 输出 DC5V/2A（最大）
发热温度 52℃ 发热功率 2.0W
根据上述信息，下列说法正确的是（　　）A．5000的是能量单位
B．参数“DC5V”中“DC”指交流电
C．以最大电流给手机充电，充电宝最多能连续工作2个小时
D．该产品仅用作暖手，理论上可持续工作12.5小时
9．扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。若机器人电动机线圈电阻为r，当它正常工作时，电动机两端所加的电压为U，通过的电流为I，下列说法正确的是（　　）
A．
B．经过时间t，电动机消耗的电能
C．经过时间t，电动机产生的热量
D．电动机输出的机械功率为
10．如图所示为一键加水的全自动电热水壶，当壶内水位过低时能自动加满水，加热之后的水经过一段时间后冷却，机器又可以自动加热到设定温度，某兴趣小组对水泵电路进行单独测试时发现，当其两端所加电压U1=8V时，电动机不转动，此时通过它的电流I1=2A；当其两端所加电压U2=32V时，电动机能带动负载正常运转，这时电流I2=1A．电热水壶加热部分的信息如铭牌所示，则（　　）
A．这种电热水壶工作时加热部分的电阻约为4Ω
B．水泵正常工作时消耗的热功率为16W
C．水泵正常工作时，其输出的机械功率为28W
D．使用一天该电热水壶消耗的电能为43.2kW·h
11．下面属于二次能源的是（　　）
A．石油 B．电能 C．煤炭 D．风能
12．如图所示电路中，电源电动势恒定，内阻不可忽略，Rt为光敏电阻（光照强度减弱时，其电阻值增大），R1、R2为定值电阻，电压表均为理想电压表。闭合开关S，当光照强度逐渐减弱时，下列判断正确的是（　　）
A．R1消耗功率变小 B．R2消耗功率变小
C．电压表V1示数变小 D．电压表V2示数变大
13．将一盏“2V，4W”的小灯泡，一台线圈电阻是1Ω的电动机与电动势为12V、内阻为1Ω的电源串联成闭合电路，小灯泡刚好正常发光，则电动机输出的功率是（　　）
A．16W B．20W C．12W D．10W
14．某教室中有一台电风扇，其电动机内电阻是，接上的恒定电压后，电风扇正常工作，消耗的总功率是。下列说法正确的是（　　）
A．通过电风扇电动机的电流为 B．通过电风扇电动机的电流为
C．电风扇输出的机械功率为 D．电风扇输出的机械功率为
15．图为某电动自行车的相关参数，已知该电动车在额定输出功率状态下，在某水平道路上匀速运动的速度为10m/s，下列分析正确的是（　　）
规格 后轮驱动直流永磁毂电机
车型 电动自行车 额定输出功率 120W
整车质量 30kg 额定转速 240r/min
最大载量 120kg 额定电压 40V
续行里程 大于40km 额定电流 3.5A
A．该电动车后轮电机的线圈内阻约为11.43Ω
B．电动车在上述水平道路上匀速运动时受到的阻力为14N
C．额定输出功率状态下的该电动车电机的发热功率为20W
D．该电动车的车轮半径大约为0.8m
二、填空题
16．能量的形式∶机械能、_____、光能、电能、化学能和_____等。
17．灯A与灯B上分别标有“220V，15W”、“220V，60W”，把这两灯串联起来接入电路中，要使两灯都不超过额定功率，则两端电压最多加到_____V，此时A灯的实际功率_____W。
18．在30min时间内，20Ω的电阻上消耗的电能为1kW·h，则通过该电阻的电流是_____A，电流做功的电功率是_____kW。
19．开发利用太阳能，将会满足人类长期对大量能源的需求。太阳能的光热转换是目前技术最为成熟、应用最广泛的形式。太阳能热水器的构造示意图如图甲所示，下方是日光灯管似的集热管，由导热性能良好的材料制成，在黑色管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，集热管的下方是一块光亮的铝合金板子，做成凹凸状的曲面。
试分析下列有关太阳能的利用问题：
(1)说明太阳能热水器哪些结构与其功能相适应，水箱为何安装在顶部而非下部？( )
(2)图中A是集热器，B是储水容器，在阳光直射下水将沿________时针方向流动，这是因为________。C是辅助加热器，其作用是________。请在图中适当位置安上进水阀门和出水阀门，并说明选择位置的理由________。
三、解答题
20．电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧开以前的加热状态，另一种是水烧开后的保温状态，如图所示是电饭锅的电路图，R1是一个电阻，R2是加热用的电阻丝。
（1）自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？
（2）要使R2在保温状态下的功率是加热状态时的，R1与R2的比值应该是多少？
21．如图所示，供电电源的电压始终是，当用户的总功率是时，该小组测得用户端实际得到的电压是，标有“”的白炽灯的实际电功率是多少？忽略温度对灯丝电阻的影响。
22．某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.5m/s的恒定速率向上方移动，电动机的最大输出功率为4.9kW。不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速率与不载人时相同，忽略电动机内阻的热损耗，则不载人时扶梯运行的电功率是多大？若输送一个人的功率为120W，则这台自动扶梯可同时乘载多少人？
23．如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1Ω，电炉B电阻R=9Ω，电解槽电阻r'=0.5Ω。当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为P1=324W，S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为P2=225W（电炉电阻可看作不变），试求：
（1）电源的电动势E；
（2）S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；
（3）S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。
24．什么叫自然资源？我们必须珍惜哪些自然资源？采取哪些举措来保护自然资源？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
铁块沿斜面匀速滑下时，除重力做功外还有摩擦力做负功，则铁块的机械能减小，减小的机械能转化为铁块的内能，使内能增加。
故选D。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．发射时间转换设备电流为
而在接收等候时间内，其电流为
故A错误；
B．转换设备负载每天耗电量约为
故B正确；
C．转换设备每天消耗电能为
故C错误；
D．转换设备在等待过程中，工作电压等于24V，他是恒定不变的，故D错误；
故选B。
3．D
【解析】
【详解】
总电阻
当右侧的一个电阻达到额定功率1W时，左侧两个电阻各消耗的功率为0.25W，则此时整个电路消耗的功率为1.5W，即整个电路的额定功率为1.5W。
故选D。
4．D
【解析】
【详解】
A．设电路外电阻为R，则电源的效率为
当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，R4接入电路的阻值增大，R增大，则增大，故A错误；
B．电源的输出功率为
根据数学知识可知当R=r时，P最大；当R＜r时，P随R的增大而增大；当R＞r时，P随R的增大而减小。所以当R增大时，P不一定增大，故B错误；
C．根据前面分析可知电路总电阻增大，总电流减小，电源内电压减小，则路端电压增大，且R1两端电压减小，所以电容器两端电压增大，极板间电场强度增大，小液滴所受电场力增大，会向上运动，故C错误；
D．设通过R3的电流为I′，根据闭合电路欧姆定律有
所以
根据前面分析可知R3两端电压增大，则I′增大，而电路总电流（I+ I′）减小，则
所以
故D正确。
故选D。
5．B
【解析】
【详解】
A．电压表在交流电路中对应交流有效值，由于电源电压
可得有效值为220V，A错误；
B．因保险丝融化电流指有效值，电暖宝的电流
油烟机的电流
即保险丝的额定电流不能小于3A，B正确；
C．电暖宝是纯电阻电路，其电功率等于发热功率440W，抽油烟机发热功率等于电功率减机械功率，即
所以电暖宝发热功率大于抽油烟机发热功率的2倍，C错误；
D．工作1min抽油烟机消耗的电能为
D错误。
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
AC．能量虽然有耗散但总的能量是守恒的在转化的过程中总量不会减少，故AC错误；
B．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但是在可利用的品质上降低了，故B正确；
D．根据热力学定律可知，宏观自然过程自发进行是有其方向性，能量耗散就是从能量转化的角度反映了这种方向性，故D错误；
故选C。
7．C
【解析】
【详解】
A灯正常工作时电阻
B灯正常工作时电阻
C灯正常工作时电阻
D灯正常工作时电阻
A灯和B灯电流相等，由
，
可知
C灯和D灯电压相等，由
，
可知
C灯和A灯，由
，，
可知
故C正确，ABD错误。
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
A．是电荷量的单位，故A错误；
B．参数“DC 5V”中“DC”指直流电的意思，故B错误；
C．由图示信息可知，充电宝的最大输出电流为2A，根据可知，以最大电流给手机充电，充电宝持续工作时间为
故C错误；
D．该充电宝储存的电能为
由图示信息可知仅用作暖手时的功率为2W，根据W＝Pt可得持续时间
故D正确。
故选D。
9．D
【解析】
【详解】
A.电动机是非纯电阻，欧姆定律不适应， 故A错误；
B．经过时间t，电动机消耗的电能 ，故B错误；
C．经过时间t，电动机产生的热量 ，故C错误；
D．电动机输出的机械功率为
故D正确。
故选D。
10．C
【解析】
【详解】
A．根据铭牌，这种电热水壶工作时加热部分的电阻约为
A错误；
B．电动机的内阻为
水泵正常工作时消耗的热功率为
B错误；
C．水泵正常工作时，其输出的机械功率为
C正确；
D．在一天内该电热水壶的工作时间不确定，所以消耗的电能也不确定，D错误。
故选C。
11．B
【解析】
【详解】
一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热等等；
二次能源是转化过形式的能源．例如：煤如果直接拿来烧，我们就是利用了一次能源．如果先用煤发电，所产生的电能就是二次能源。
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
当光照强度逐渐减弱时，Rt阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，R1消耗功率变小，且R1两端电压减小，即电压表V2示数减小；电源内电压减小，路端电压增大，即电压表V1示数增大；R2两端电压增大，所以R2消耗功率变大。综上所述可知A正确，BCD错误。
故选A。
13．C
【解析】
【详解】
回路的电流等于小灯泡的电流
电源的路端电压为
电动机两端电压为
电动机的输出功率为
故选C。
14．B
【解析】
【详解】
AB．正常工作时通过电动机的电流大小为
A错误，B正确；
CD．已知电动机正常时总功率为
电动机正常工作时热功率为
电动机正常工作时机械功率为
CD错误。
故选B。
15．C
【解析】
【详解】
AC．该电动车额定电压下工作时的线圈发热功率为
由
可得后轮电机的线圈内阻为
故A错误，C正确；
B．该电动车额定电压下工作时的输出功率为120W，由
可以计算得阻力为
故B错误；
D．由
可得该电动车的车轮半径为
故D错误。
故选C。
16． 内能 核能
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]能量的形式∶机械能、内能、光能、电能、化学能和核能等。
17． 275 15
【解析】
【分析】
【详解】
[1]灯A规格为“220V，15W”，故
灯B规格为“220V，60W”，故
使两灯串联，最大电流为
则两端电压U最多可加到
[2] 此时灯A的实际功率为
18． 10 2
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]根据
W=Pt
可知
根据
P=I2R
解得
19． 日光灯管似的集热管面积较大，便于吸收较多的太阳能；外有透明玻璃管，内有黑色管子，使阳光能直射入玻璃管而不易被反射；在黑色管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，减少两管间因空气对流引起的热损失，减少热传导；集热管的下方是一块光亮的铝合金板子，做成凹凸一定的曲面，使周围及穿过管隙的阳光尽量聚集在水管内；水箱安装在顶部而非下部，便于水的对流。 顺 集热器中的水被太阳光晒热后密度变小，受浮力作用沿管向右上方运动 在阴天用电加热的方式使水温升高 在封闭的环形管道的左下方安上进水阀门，在贮水容器下方竖直管道上安上出水阀门，可使热水流出，冷水得以补充。
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1] 日光灯管似的集热管面积较大，便于吸收较多的太阳能；外有透明玻璃管，内有黑色管子，使阳光能直射入玻璃管而不易被反射；在黑色管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，减少两管间因空气对流引起的热损失，减少热传导；集热管的下方是一块光亮的铝合金板子，做成凹凸一定的曲面，使周围及穿过管隙的阳光尽量聚集在水管内；水箱安装在顶部而非下部，便于水的对流。
（2）[2] 图中A是集热器，B是储水容器，在阳光直射下水将沿顺时针方向流动。
[3] 集热器中的水被太阳光晒热后密度变小，受浮力作用沿管向右上方运动。
[4] C是辅助加热器，其作用是在阴天用电加热的方式使水温升高。
[5] 在封闭的环形管道的左下方安上进水阀门，在贮水容器下方竖直管道上安上出水阀门，可使热水流出，冷水得以补充。
20．（1）见解析；（2）
【解析】
【详解】
（1）自动开关K接通时，R1被短路，电路中只有加热用的电阻丝R2接入电路，由电功率公式可知电阻丝R2的功率大，电饭锅处于加热状态；
自动开关K断开时，R1与R2串联，电路中电阻变大，电热丝R2两端电压减小，电功率变小，电饭锅处于保温状态。
（2）电饭锅加热时，R2的功率为
保温时，R2的功率为
要使R2在保温状态下的功率是加热状态时的，即
联立解得
21．95.5W
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知，白炽灯的电阻为
灯泡的实际功率为
22．，25
【解析】
【分析】
【详解】
不载人时扶梯运行的电功率为
电动机的最大输出功率为4.9kW，故可用于输送乘客的功率为3000W，可同时乘载的人数为
个
23．（1）60V；（2）10A；（3）400W
【解析】
【详解】
（1）S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为P1，电炉中电流
电源电动势
解得
E＝60V
（2）S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为P2，电炉中电流为
路端电压为
U＝IRR＝5×9V＝45V
流过电源的电流为
流过电解槽的电流为
解得
IA＝10A
（3）电解槽消耗的电功率
PA＝IAU＝10×45W＝450W
电解槽内热损耗功率
P热＝IA2r′＝102×0.5W＝50W
电解槽中电能转化成化学能的功率为
P化＝PAP热＝400W
24．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
自然资源是指自然界中人类可以直接获得用于生产和生活的物质。分为可再生资源和不可再生资源。
我们必须珍惜那些不可再生的自然资源，如矿石资源，土壤资源，煤、石油、天然气等。
一要有节约，有计划的来开采利用自然资源；二要坚决杜绝盲目、滥开采等人为因素引起的不必要的浪费；三要开发和利用新能源；四要多利用可再生资源，减少利用不可再生的资源，等举措来保护自然资源。
答案第1页，共2页
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